(57)【要約】  情報提示装置は、車両に搭載されたカーナビゲーションシステムなどからの情報を運転者に触刺激として伝達するものであり、ステアリングホイールに複数の振動子を設けて制御部により制御する。振動子は、ステアリングホイールの把持部に相当する振動伝達部に近接して配置され、制御部の駆動信号により所望の振動強度及び振動開始タイミングで駆動される。例えば、運転者の両手が接触するステアリングホイールの把持部に２個の振動子を配置して、それぞれ制御することにより仮想振動源を出現させ、あたかも振動源が運転者の正面の上下方向、左右方向、遠近方向に移動しているような感覚を運転者に知覚させることができる。また、振動子の振動強度が弱くとも精度よく情報を運転者に提示することができるため、エネルギー消費量が少なく効率的である。
2011071044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から提供された情報を振動として操作者に提示する情報提示装置であって、
操作者の手により把持される形状を有する手動操作部と、
手動操作部に取り付けられた少なくとも１個以上の振動子と、
外部から提供された情報に基づいて駆動信号を発生して振動子を制御する制御部と、
手動操作部に加えられた振動子の振動を触刺激として操作者の手に伝達する振動伝達部とを具備することを特徴とする情報提示装置。
【請求項２】
前記手動操作部は操作者により把持される把持部を前記振動伝達部に設けるようにした請求項１記載の情報提示装置。
【請求項３】
前記手動操作部は操作者により把持される把持部を操作者の両手の位置に応じた２箇所であって、かつ、前記振動伝達部に設けるようにした請求項１記載の情報提示装置。
【請求項４】
前記手動操作部に前記制御部と接続された操作入力部を設け、前記制御部は外部から提供された情報と操作入力部の動作に基づいて駆動信号を発生して前記振動子を制御するようにした請求項１記載の情報提示装置。
【請求項５】
前記振動と前記操作入力部とを前記手動操作部の把持部に設けるようにした請求項４記載の情報提示装置。
【請求項６】
前記操作入力部としてポインティングデバイスを備えるようにした請求項４記載の情報提示装置。
【請求項７】
前記手動操作部には３個以上の振動子を二次元的に配置するようにした請求項１記載の情報提示装置。
【請求項８】
前記手動操作部には複数の振動子を設け、前記制御部は複数の振動子の振動開始タイミングに時間差を設けて順次駆動するようにした請求項１記載の情報提示装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記手動操作部における前記振動子と前記振動伝達部との間の振動伝達関数に基づいて駆動信号を発生して前記振動子を制御するようにした請求項１記載の情報提示装置。
【請求項１０】
前記手動操作部と前記振動伝達部とを異なる材料にて構成し、前記制御部は前記手動操作部における前記振動子と前記振動伝達部との間の振動伝達関数に基づいて駆動信号を発生して前記振動子を制御するようにした請求項１記載の情報提示装置。
【請求項１１】
前記制御部は、時間の経過とともに周波数を掃引するように周波数変調した制御波形を駆動信号として発生して前記振動子を制御するようにした請求項１記載の情報提示装置。
【請求項１２】
前記制御部は、複数の周波数成分を重ね合わせてその混合比率を時間に応じて変化させた制御波形を駆動信号として発生して前記振動子を制御するようにした請求項１記載の情報提示装置。
【請求項１３】
前記手動操作部には２個の振動子を設け、前記制御部は２個の振動子をそれぞれ異なる振動強度で制御するようにした請求項１記載の情報提示装置。
【請求項１４】
前記手動操作部には２個の振動子を設け、前記制御部は時間位相差を有し振幅変調させた制御波形を駆動信号として発生して２個の振動子をそれぞれ制御するようにした請求項１記載の情報提示装置。
【請求項１５】
前記手動操作部には２個の振動子を設け、前記制御部は離散的な時間間隔で時間位相差及び振幅差を有する制御波形を駆動信号として発生して２個の振動子をそれぞれ制御するようにした請求項１記載の情報提示装置。
【請求項１６】
複数の物体間の距離及び相対移動方向を示す検出信号が外部から提供され、前記制御部は検出信号に基づいて駆動信号を発生するようにした請求項１記載の情報提示装置。
【請求項１７】
前記手動操作部は車両を操舵するステアリングホイールより構成するようにした請求項１記載の情報提示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動子による触刺激を用いた情報提示装置に関する。
本願は、日本国に出願された特願２００９−２７８９２５号（出願日：２００９年１２月８日）及び特願２０１０−１４７６２９号（出願日：２０１０年６月２９日）に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の操作者に対して車両情報を触刺激により提示する情報提示装置が知られている。特許文献１は、車両用シートに設けられた複数の振動子と、車両の周辺に存在する移動体の移動方向を検出する検出器を具備する情報提示装置を開示している。この情報提示装置は、複数の振動子のうち、検出器により検出された移動体の移動方向に対応する少なくとも２つの振動子を移動方向に応じた順序で振動させてその移動体の情報を操作者に提示する。【０００３】
特許文献２は、車両用シートに設けられた複数の振動子と、車両の危険状態を検出する検出器を具備する情報提示装置を開示している。この情報提示装置は、検出器により検出された車両の危険状態に応じて複数の振動子のうち２以上の振動子を選択し、振動の周波数、時間、振幅、及び振動間隔のうち少なくとも１つを異ならせて当該振動子を駆動する。ここで、振動の周波数、時間、振幅、及び振動間隔を車両の操作者に仮現運動現象が知覚されるように人体の触感覚特性に合わせて調整することにより、検出器により検出された危険状態を表すパターンを警告情報として操作者に提示するものである。【０００４】
また、特許文献１及び特許文献２の情報提示装置では、車両用シートの座面に振動子を配置することにより、その振動子を振動させることにより触刺激が車両の操作者の大腿部や背中などに伝達することもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−３１９４６号公報
【特許文献２】特開２００８−７７６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
人体の大腿部や背中は、感覚受容細胞の分布が相対的に疎である領域であり、触刺激に反応する感覚受容細胞の分布が相対的に密である手掌や指先に比べて触刺激に対する感受性が相対的に低い。このため、特許文献１及び特許文献２の情報提示装置では、車両の操作者に情報を確実に伝達するためには、振動子の振動強度を高めて操作者への刺激強度を強くする必要があり、振動子を駆動するためのエネルギーの消費量が多くなる虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は車両の操作者へ伝達する刺激強度が弱くても情報を精度良く操作者に伝達することができる情報提示装置を提供することである。【０００８】
本発明に係る情報提示装置は、外部から提供された情報を振動として操作者に提示するものであり、操作者の手により把持される形状を有する手動操作部（例えば、ステアリングホイール）と、手動操作部に取り付けられた少なくとも１個以上の振動子と、外部から提供された情報に基づいて駆動信号を発生して振動子を制御する制御部と、手動操作部に加えられた振動子の振動を触刺激として操作者の手に伝達する振動伝達部とを具備する。【０００９】
複数の振動子を手動操作部に設け、制御部は複数の振動子の振動開始タイミングに時間差を設けて順次駆動するようにしてもよい。この場合、制御部は手動操作部における振動子と振動伝達部との間の振動伝達関数に基づいて駆動信号を発生して振動子を制御する。制御部は、時間の経過とともに周波数を掃引するように周波数変調した制御波形を駆動信号として発生してもよい。制御部は、複数の周波数成分を重ね合わせてその混合比率を時間に応じて変化させた制御波形を駆動信号として発生してもよい。制御部は、複数の振動子をそれぞれ異なる振動強度で制御するようにしてもよい。制御部は、時間位相差を有し振幅変調させた制御波形を駆動信号として発生してもよい。制御部は、離散的な時間間隔で時間位相差及び振幅差を有する制御波形を駆動信号として発生してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の情報提示装置によれば、外部から提供される情報を振動子による振動に変換して、振動伝達部を把持する操作者の手に触刺激として伝達することができる。操作者に伝達する触刺激が弱くとも精度よく情報を提示することができる。このため、情報提示装置が消費するエネルギー量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１に係る情報提示装置の構成図である。
【図２】実施例１に係る情報提示装置の構成を示すブロック図であり、使用例１及び使用例２に対応している。
【図３】実施例１に係る情報提示装置の構成を示すブロック図であり、使用例３に対応している。
【図４】本発明の実施例２に係る情報提示装置の構成図である。
【図５】実施例２に係る情報提示装置の構成を示すブロック図であり、使用例１に対応している。
【図６】実施例２に係る情報提示装置の動作及び使用方法を説明する構成図である。
【図７】実施例２に係る情報提示装置の構成を示すブロック図であり、使用例２に対応している。
【図８】本発明の実施例３に係る情報提示装置の構成図である。
【図９】実施例３に係る情報提示装置の構成を示すブロック図であり、使用例１及び使用例２に対応している。
【図１０】実施例３に係る情報提示装置の構成を示すブロック図であり、使用例３及び使用例４に対応している。
【図１１】本発明の実施例４に係る情報提示装置に備えられる振動子を駆動する制御波形を示すグラフである。
【図１２】本発明の実施例５に係る情報提示装置に備えられる振動子を駆動する制御波形を示すグラフである。
【図１３】本発明の実施例６に係る情報提示装置に備えられる振動子を駆動する制御波形を示すグラフである。
【図１４】本発明の実施例７に係る情報提示装置に備えられる振動子を駆動する制御波形を示すグラフである。
【図１５】本発明の実施例８に係る情報提示装置に備えられる振動子を駆動する制御波形を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明について添付図面を参照して実施例とともに説明する。ここで、同一構成要素には同一の符号を付すものとする。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の実施例１に係る情報提示装置１０の構造図である。図２は、情報提示装置１０の構成を示すブロック図である。
情報提示装置１０は、ステアリングホイール１１、７つの振動子１２（即ち、振動子１２ａ〜振動子１２ｇ）、スイッチ１３ａ、１３ｂ、及び制御部１４を具備する。図２に示すように、情報提示装置１０はカーナビゲーションシステムＮに内蔵される情報発生部１５と接続されている。【００１４】
ステアリングホイール１１は、自動車などの車両の運転席に設けられて、操作者により操作されて車両を操舵するものである。ステアリングホイール１１の外形形状は環状（又は、楕円状）であり、その環状部分が中心部のステアリングセンター部１１ａにより固定されている。ステアリングセンター部１１ａは、車両を操作するために操舵装置が設けられた回動軸部材Ｏに固定されている。
ステアリングホイール１１の材質として、例えば、樹脂材料、金属、木材、カーボン材料を採用することができる。また、複数の材料を適宜組み合わせてステアリングホイール１１を形成するようにしてもよい。
ステアリングホイール１１は、その材質に応じた固有の振動伝達関数が測定又はシミュレーションにより判明しており、ステアリングホイール１１を伝搬する振動の伝達特性が予め分かるものであることが好ましい。【００１５】
ステアリングホイール１１には、操作者により把持される把持部Ａ１、Ａ２が設けられている。把持部Ａ１、Ａ２は、ステアリングホイール１１を中立状態（即ち、回動軸部材Ｏを中心としてどちらの方向にも操舵されていない状態）としたとき、ステアリングホイール１１に正対した操作者から見た左右方向の両端に位置することが好ましい。また、把持部Ａ１、Ａ２の形状は、操作者の手の最大幅を目安とした所定長さＬ（例えば、成人の手の最大幅の平均値）だけ、ステアリングホイール１１の周方向に沿って伸びていることが好ましい。【００１６】
ステアリングホイール１１の把持部Ａ１、Ａ２には、操作者が把持部Ａ１、Ａ２を把持したときに振動子１２ａ〜１２ｇによる振動を操作者に伝達する振動伝達部Ｂ１、Ｂ２が具備される。実施例１では、振動伝達部Ｂ１、Ｂ２はステアリングホイール１１を構成する材料と同じ材料によりステアリングホイール１１と一体に形成される。
尚、振動伝達部Ｂ１、Ｂ２はステアリングホイール１１の一部分を構成するようにしてもよいし、ステアリングホイール１１の材料とは別の材料で形成されてもよい。【００１７】
振動子１２ａ〜１２ｇは、ステアリングホイール１１の環状部分において把持部Ａ１、Ａ２に挟まれた一方の円弧状部分に設けられ、振動子１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｇの順に等間隔で設置されている。
実施例１では、操作者からステアリングホイール１１を正対視した場合、振動子１２ａ〜１２ｇはステアリングホイール１１の上側の円弧状部分に位置している。また、振動子１２ａ〜１２ｇはステアリングホイール１１の上側の円弧状部分の内部に埋め込まれている。更に、振動子１２ａ〜１２ｇの形状はステアリングホイール１１の外面から突出することなくその内部に埋め込むことができる大きさであれば適宜の形状とすることができる。【００１８】
振動子１２ａ〜１２ｇは、ステアリングホイール１１の内部に埋め込まれた信号線Ｗ１と接続されている。信号線Ｗ１は制御部１４に接続され、制御部１４から信号線Ｗ１を介して振動子１２ａ〜１２ｇへ駆動信号が伝送される。【００１９】
振動子１２ａ〜１２ｇの各々は、制御部１４から伝送された駆動信号を受けて自身が振動するものであり、具体的には、直流電圧を印加することで回転駆動される振動モータを採用することができる。振動子１２ａ〜１２ｇはステアリングホイール１１に埋め込まれているため、振動子１２ａ〜１２ｇが振動すると、その振動がステアリングホイール１１に伝わり、ステアリングホイール１１の振動伝達部Ｂ１、Ｂ２に振動が伝搬するようになっている。【００２０】
スイッチ１３ａ、１３ｂは、車両の操作者（例えば、運転者）が所定の機器類を操作するための入力部であり、例えば、モーメンタリスイッチを採用することができる。実施例１では、スイッチ１３ａ、１３ｂはステアリングホイール１１の把持部Ａ１、Ａ２に位置しており、回動軸部材Ｏを挟んで対向配置されている。スイッチ１３ａ、１３ｂは、運転者がステアリングホイール１１の把持部Ａ１、Ａ２を把持した状態で操作者の指が届く範囲内に設けられていればよい。このため、スイッチ１３ａ、１３ｂを把持部Ａ１、Ａ２に近接配置してもよい。【００２１】
スイッチ１３ａ、１３ｂは、ステアリングホイール１１の外面の内周側から突出して固定されている。これにより、運転者は手探りでスイッチ１３ａ、１３ｂの位置を容易に把握することができる。また、スイッチ１３ａ、１３ｂの突出方向はステアリングホイール１１の環状部分の内側方向である。このため、操作者はステアリングホイール１１の把持部Ａ１、Ａ２を把持した状態で容易にスイッチ１３ａ、１３ｂを押下操作することができる。【００２２】
スイッチ１３ａ、１３ｂのステアリングホイール１１に対する固定方法として、ネジ止めや一体形成などスイッチ１３ａ、１３ｂをステアリングホイール１１から容易に取り外すことができない方法であることが好ましい。また、スイッチ１３ａ、１３ｂのステアリングホイール１１に対する固定方法として、例えば、面ファスナーなどで着脱自在に固定するようにしてもよい。【００２３】
スイッチ１３ａ、１３ｂは、ステアリングホイール１１の内部に埋め込まれた信号線Ｗ２に接続されている。信号線Ｗ２は制御部１４に接続され、スイッチ１３ａ、１３ｂから信号線Ｗ２を介して制御部１４へ入力信号が伝送される。【００２４】
制御部１４は、情報発生部１５から送信された情報を受信して、振動子１２ａ〜１２ｇを振動させる駆動信号を生成して振動子１２ａ〜１２ｇへ送信する。制御部１４は情報発生部１５と接続されるとともに、振動子１２ａ〜１２ｇと接続される。尚、情報発生部１５は制御部１４と無線通信を行ってもよい。【００２５】
実施例１では、制御部１４は振動子１２ａ〜１２ｇを構成する振動モータを回転駆動するための直流電圧（又は、駆動信号）を信号線Ｗ１を介して振動子１２ａ〜１２ｇに印加する。制御部１４は、運転者がステアリングホイール１１の振動伝達部Ｂ１、Ｂ２に振れた手や指を通じて振動強度や振動時間を認識するように駆動信号を生成する。また、制御部１４が生成する駆動信号は一定の時間だけ振動子１２ａ〜１２ｇを個別に振動させたり、或いは、連続して順番に振動させるように時間幅が設定されている。【００２６】
情報発生部１５は、車両に搭載された機器類の動作状態を監視して検出する検出部１５ａと、検出部１５ａにより検出された機器類の動作状態のうち運転者に提示する必要がある情報を制御部１４へ送信する送信部１５ｂを具備する。【００２７】
次に、実施例１に係る情報提示装置１０を自動車などの車両に搭載したときの動作について説明する。ここでは、情報提示装置１０の使用例１乃至使用例３について説明するものとする。【００２８】
（使用例１）
実施例１に係る情報提示装置１０の使用例１について図１及び図２を参照して説明する。使用例１では、車両を目的地まで案内するカーナビゲーションシステムＮと連動して情報提示装置１０が車両に搭載されている。【００２９】
先ず、運転者はステアリングホイール１１の把持部Ａ１、Ａ２を両手で把持して車両を運転しているものとする。ステアリングホイール１１の把持部Ａ１、Ａ２の位置には振動伝達部Ｂ１、Ｂ２が設けられているため、運転者が把持部Ａ１、Ａ２を把持すると、操作者の手は振動伝達部Ｂ１、Ｂ２にも接触することとなる。【００３０】
車両を安全に操舵するため、操作者はステアリングホイール１１から手を離すことは好ましくない。また、車両の進行方向の前方、左右及び後方の外部状況を確認するため、操作者の視覚又は聴覚を車両の操作に集中させる必要がある。【００３１】
車両を運転している最中に操作者に情報が提示される状況として種々の状況が想定される。例えば、カーナビゲーションシステムＮの動作と連動して車両を目的地に誘導する場合に、車両の進行方向を操作者へ提示する状況がある。実施例１では、この状況に対処すべくカーナビゲーションシステムＮに情報発生部１５の機能を具備しており、情報発生部１５は車両の進行方向を操作者に提示するための情報を制御部１４に送信する。この情報は、例えば、車両の進行方向を左右の２方向に区分したときのいずれかの方向を示すデータである。【００３２】
制御部１４は、運転者に提示する情報に応じて駆動すべき振動子を振動子１２ａ〜１２ｇから選択し、選択した１個の振動子１２に対して駆動信号を送信する。例えば、車両の進行方向として左方向を操作者に提示する場合、制御部１４は左側の把持部Ａ１に近い左側の振動子１２ａを選択し、その振動モータを駆動する印加電圧及び振動時間に応じた一定の印加時間を有する駆動信号を振動子１２ａに送信する。即ち、運転者の左手には相対的に強い触刺激が伝達され、一方、運転者の右手には相対的に弱い触刺激が伝達される。これにより、車両の進行すべき方向が左方向であるという情報が運転者に提示される。【００３３】
上記のように、カーナビゲーションシステムＮのディスプレイに表示される地図などの視覚情報や音声ガイドなどの聴覚情報を運転者に提示するだけなく、ステアリングホイール１１を把持している運転者の手を通して触刺激として車両の進行方向を示す情報が提示される。その結果、運転者は車両の前方から視線を外すことなくカーナビゲーションシステムＮからの情報を認識することができる。【００３４】
（使用例２）
次に、カーナビゲーションシステムＮからの情報を運転者に提示する使用例２について図１及び図２を参照して説明する。
使用例２では、振動子１２ａ〜１２ｇの振動開始時刻に差をつけて振動子１２ａ〜１２ｇを順次駆動することにより、カーナビゲーションシステムＮから車両の進行方向を運転者に提示するものである。この場合、制御部１４はカーナビゲーションシステムＮから車両の進行方向を示すデータを受信し、振動子１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｇを順に振動開始時刻が遅くなるように駆動信号を生成して振動子１２ａ〜１２ｇへ送信する。【００３５】
上記の場合、ステアリングホイール１１の把持部Ａ１、Ａ２を把持している運転者の手には、把持部Ａ１から把持部Ａ２に向かって運転者から見て右方向に振動源が移動しているような触刺激が振動伝達部Ｂ１、Ｂ２から伝達される。これにより、車両の進行方向が右方向であるという情報を触刺激により運転者に提示することができる。【００３６】
上記とは逆に、制御部１４は振動子１２ｇ、１２ｆ、１２ｅ、１２ｄ、１２ｃ、１２ｂ、１２ａの順に振動開始時刻が遅くなるように駆動信号を送信することにより、ステアリングホイール１１の把持部Ａ１、Ａ２を把持している運転者の手には把持部Ａ１から把持部Ａ２に向かって運転者から見て左方向に振動源が移動しているような触刺激が振動伝達部Ｂ１、Ｂ２により伝達される。これにより、車両の進行方向が左方向であるという情報を触刺激により運転者に提示することができる。【００３７】
（使用例３）
次に、実施例１に係る情報提示装置１０の使用例３について図１及び図３を参照して説明する。図３は、情報提示装置１０の使用例３における構成を示すブロック図である。使用例３は使用例１及び使用例２と異なり、カーナビゲーションシステムＮ以外の機器から運転者に情報を提示するものである。ここでは、車両の運転席側のウィンドウＷをスイッチ１３ａ、１３ｂを用いて開閉操作するときの開閉位置を運転者に提示する。【００３８】
図３に示すように、使用例３ではウィンドウＷを閉操作させる閉スイッチとしてスイッチ１３ａが割り当てられ、ウィンドウＷを開操作させる開スイッチとしてスイッチ１３ｂが割り当てられる。即ち、スイッチ１３ａ、１３ｂによりパワーウィンドウ装置ＰＷのウィンドウＷが開閉操作される。【００３９】
運転者がスイッチ１３ａを押下操作すると、ウィンドウＷが閉動作する。逆に、運転者がスイッチ１３ｂを押下操作すると、ウィンドウＷが開動作する。運転者がスイッチ１３ａ、１３ｂから指を離すと、ウィンドウＷは指を離した時点で停止する。【００４０】
情報発生部１５において、検出部１５ａはウィンドウＷの開閉位置を検出し、送信部１５ｂはウィンドウＷの開閉位置を示すデータを制御部１４へ送信する。
使用例３では、ウィンドウＷの開閉位置を数値化しており、「０」から「６」の順で開度が大きくなるように設定されている。即ち、ウィンドウＷの全閉状態には「０」が設定され、ウィンドウＷの全開状態には「６」が設定される。ウィンドウＷの開閉位置を示すデータには「０」〜「６」の７つの値から１つの値が選択されて設定されている。【００４１】
制御部１４は、情報発生部１５から送信されたデータを受信して、７個の振動子１２ａ〜１２ｇのいずれか１個を選択して、その選択した振動子１２に駆動信号を送信する。制御部１４では、情報発生部１５から発信されたデータ値０、１、２、３、４、５、６に対して振動子１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｇが順に対応付けられている。【００４２】
振動子１２ａが振動したときにはウィンドウＷが完全に閉まっている状態が示され、振動子１２ｇが振動したときにはウィンドウＷが完全に開いている状態が示される。振動子１２ｄが振動したときにはウィンドウＷが半分閉まっている（或いは、半分開いている）状態が示される。また、振動子１２ｂ或いは振動子１２ｃが振動したときにはウィンドウＷが半分以上閉まっているが、完全には閉まっていない状態が示される。更に、振動子１２ｅ或いは振動子１２ｆが振動したときにはウィンドウＷが半分以上開いているが、完全には開いていない状態が示される。【００４３】
例えば、ウィンドウＷが半分だけ開いている状態（或いは、半分だけ閉まっている状態）では、０〜６のデータ値のうち「３」が選択されて情報発生部１５から制御部１４へ送信される。制御部１４は、受信データ値「３」に応じて振動子１２ｄを振動させる駆動信号を生成して振動子１２ｄへ送信する。これにより、振動子１２ｄは振動し、その振動はステアリングホイール１１を伝搬して振動伝達部Ｂ１、Ｂ２に伝わり、振動伝達部Ｂ１、Ｂ２から運転者の手に伝達される。【００４４】
運転者は、振動伝達部Ｂ１、Ｂ２から伝達された振動により、ステアリングホイール１１の上側の円弧部分の中央付近が振動していることを知覚することができる。これにより、運転者はウィンドウＷが半分だけ開いていることを触刺激により感知することができる。実施例１では、振動子１２ａ〜１２ｇとスイッチ１３ａ、１３ｂがともにステアリングホイール１１に設けられているので、運転者は車両の運転操作中にステアリングホイール１１から手を離す必要がない。
尚、ステアリングホイール１１には車両が走行するときの振動やエンジンの振動も同時に伝搬している。しかし、人間の手は触刺激に反応する感覚受容細胞の分布が相対的に密であり触刺激に対する感受性が相対的に高いため、車両の走行時の振動やエンジンの振動などの定常的な振動に加えて、振動子１２ａ〜１２ｇによる振動が加わったことを運転者は識別することができる。【００４５】
運転者がスイッチ１３ｂを押下してウィンドウＷが半分開いている状態からさらに開動作させると、情報発生部１５はデータ値を４、５、６の順で制御部１４に送信し、制御部１４は受信データ値に応じて振動子１２ｅ、１２ｆ、１２ｇの順で振動すべく駆動信号を送信する。制御部１４から送信される駆動信号には、振動子１２ｅ、１２ｆ、１２ｇをそれぞれ振動させるように時間幅が設定されているので、ウィンドウＷの開閉位置に応じて振動位置が振動子１２ｅ〜１２ｇの順で変化する。【００４６】
上記の振動位置の変化により、運転者はステアリングホイール１１の上側の円弧部分の中央から把持部Ａ２に向かって振動源が移動しているような仮現運動現象が知覚される。これにより、ウィンドウＷが開方向に動作していることを示す情報が情報提示装置１０の振動伝達部Ｂ１、Ｂ２を介して触刺激により運転者の手に伝達される。
尚、運転者がスイッチ１３ａを押下してウィンドウＷが半分開いている状態から更に閉操作すると、振動子１２ｃ、１２ｂ、１２ａの順で順次振動する。これにより、運転者はステアリングホイール１１の上側の円弧部分の中央から把持部Ａ１に向かって振動源が移動しているような仮現運動現象が知覚される。即ち、ウィンドウＷが閉方向に動作しているという情報が情報提示装置１０の振動伝達部Ｂ１、Ｂ２を介して触刺激により運転者の手に伝達される。【００４７】
実施例１の情報提示装置１０によれば、ステアリングホイール１１の環状部分に沿って設置された複数の振動子１２ａ〜１２ｇから１個の振動子を選択して振動させることにより、情報発生部１５から発せられた情報を触刺激として運転者の手に伝達することができる。運転者の大腿部や背中に触刺激を伝達する従来技術に比べて、実施例１の情報提示装置１０は弱い刺激強度で精度良く情報を運転者に提示することができる。これにより、情報提示装置１０が消費するエネルギー量を削減することができる。【００４８】
また、振動伝達部Ｂ１、Ｂ２がステアリングホイール１１の把持部Ａ１、Ａ２に位置しているので、運転者が把持部Ａ１、Ａ２を把持した状態で振動子１２ａ〜１２ｇの振動を運転者に提示することができる。従って、運転者がステアリングホイール１１から手を離したり運転者が車両の前方から視線を外すことなく情報を知覚することができる。【００４９】
また、ステアリングホイール１１の２箇所に把持部Ａ１、Ａ２が設けられ、７つの振動子１２ａ〜１２ｇがステアリングホイール１１に埋め込まれているので、複数の振動子１２について振動開始タイミングに時間差を設けて順次駆動することにより、振動源が移動しているような仮現運動現象を運転者に知覚させることができる。【００５０】
また、ステアリングホイール１１に設けられたスイッチ１３ａ、１３ｂによりウィンドウＷを開閉操作するようにしているので、運転者がステアリングホイール１１から手を離すことなくウィンドウＷを操作することができる。このとき、ウィンドウＷの開閉位置がステアリングホイール１１に設けられた振動伝達部Ｂ１、Ｂ２を介して触刺激により運転者に提示されるので、運転者はステアリングホイール１１から手を離すことなく、かつ、視線をウィンドウＷに向けることなくウィンドウＷの開閉位置や動作状態を知覚することができる。【００５１】
また、振動子１２ａ〜１２ｇがステアリングホイール１１に埋め込まれているので、例え運転者の手がステアリングホイール１１に触れても振動子１２ａ〜１２ｇが振動しなければ、運転者は振動子１２ａ〜１２ｇの存在を知覚することがない。即ち、運転者が振動子１２ａ〜１２ｇを埋め込んだステアリングホイール１１において把持部Ａ１、Ａ２以外の位置を把持しても、手の感触に違和感がない。
【実施例２】
【００５２】
次に、本発明の実施例２に係る情報提示装置２０について説明する。図４は、情報提示装置２０の構成図である。図５は、情報提示装置２０の構成を示すブロック図である。
図４及び図５に示すように、実施例２の情報提示装置２０は振動子の位置と数量、スイッチの位置が実施例１の情報提示装置１０と異なる。【００５３】
実施例１では、ステアリングホイール１１に振動子１２ａ〜１２ｇとスイッチ１３ａ、１３ｂが具備されている。これに対して、実施例２ではステアリングホイール２１に振動子２２ａ、２２ｂとスイッチ１３ａ、１３ｂが具備されている。【００５４】
実施例１のステアリングホイール１１と同様に、実施例２のステアリングホイール２１は環状の外形形状を有しており、運転者の操作により車両を操舵するものである。また、ステアリングホイール２１に正対する運転者から見てステアリングホイール２１の中央より上側の左右位置に把持部Ａ２１、Ａ２２が設けられる。ステアリングホイール２１における把持部Ａ２１、Ａ２２の位置は運転者がステアリングホイール２１を把持するときの理想的な位置である１２時間時計の１０時１０分に相当する位置となっている。
また、把持部Ａ２１、Ａ２２の位置には振動子２２ａ、２２ｂから伝搬した振動を運転者の手に伝達する振動伝達部Ｂ２１、Ｂ２２が設置されている。【００５５】
振動子２２ａ、２２ｂはステアリングホイール２１に正対する運転者から見て中央より上側の左右位置にそれぞれ設けられており、この位置は１２時間時計の１０時１０分に相当する位置であることが好ましい。
実施例１のステアリングホイール１１に埋め込まれた振動子１２ａ〜１２ｇと同様に、振動子２２ａ、２２ｂは実施例２のステアリングホイール２１に埋め込まれており、制御部２４と信号線Ｗ１によって接続されている。実施例１の振動子１２ａ〜１２ｇと同様に、振動子２２ａ、２２ｂとして振動モータを採用することができる。【００５６】
スイッチ２３ａ、２３ｂの全体がステアリングホイール２１に埋め込まれているのではなく、実施例１のスイッチ１３ａ、１３ｂと同様に、ステアリングホイール２１の環状部分の内周部から内側に突出するようにステアリングホイール２１に固定されている。
また、ステアリングホイール２１に正対する運転者から見て中央より上側の左右位置にスイッチ２３ａ、２３ｂが振動子２２ａ、２２ｂに近接して設置されており、この位置は１２時間時計の１０時１０分に相当する位置であることが好ましい。実施例１のスイッチ１３ａ、１３ｂと同様に、スイッチ２３ａ、２３ｂとしてモーメンタリスイッチを採用することができる。【００５７】
次に、実施例２の情報提示装置２０の動作及び使用方法について説明する。図６は、情報提示装置２０の動作を示す構成図である。
実施例２の情報提示装置２０において、振動子２２ａ、２２ｂの振動強度を変化させることにより、仮想振動源２４（即ち、仮想振動源２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ）を発生し、ステアリングホイール２１を把持する運転者の手に振動を伝達する。例えば、振動子２２ａ、２２ｂを同じ振動強度で振動させると、両者の中間位置に相当する仮想振動源２４ｃが振動しているように運転者の両手に知覚させることができる。また、振動子２２ａ、２２ｂのどちらか一方の振動強度を変化させて両者の振動強度に差を生じさせると、振動強度の大きい振動子側へ振動源が移動しているように運転者に知覚させることができる。【００５８】
振動子２２ａ、２２ｂが等しい振動強度で振動している状態から、振動子２２ａの振動強度を振動子２２ｂの振動強度に比べて漸次大きくしてゆくと、運転者に知覚される振動源の位置は、仮想振動源２４ｃ、仮想振動源２４ｂ、仮想振動源２４ａの順に把持部Ａ２２から把持部Ａ２１に向かって移動する。逆に、振動子２２ａ、２２ｂが等しい振動強度で振動している状態から、振動子２２ｂの振動強度を振動子２２ａの振動強度に比べて漸次大きくしてゆくと、運転者に知覚される振動源の位置は、仮想振動源２４ｃ、仮想振動源２４ｄ、仮想振動源２４ｅの順に把持部Ａ２１から把持部Ａ２２に向かって移動する。【００５９】
（使用例１）
実施例２の情報提示装置２０の使用例１について説明する。
図５に示すように、実施例２の情報提示装置２０はカーナビゲーションシステムＮと連動して車両を目的地に誘導するときに方向提示を行なう。【００６０】
カーナビゲーションシステムＮの情報発生部１５から制御部２４に情報が送信されると、制御部２４は振動子２２ａ、２２ｂの振動強度をそれぞれ選択して駆動信号を生成する。制御部２４は、振動子２２ａ、２２ｂに駆動信号を送信し、以って、振動子２２ａ、２２ｂを同時に振動させる。これにより、振動子２２ａ、２２ｂの間の仮想振動源２４ａ〜２４ｅのいずれかが振動しており、その振動が振動伝達部Ｂ２１、Ｂ２２に伝搬される。【００６１】
（使用例２）
次に、実施例２の情報提示装置２０の使用例２について図５及び図７を参照して説明する。図７は、情報提示装置２０の使用例２に係る構成を示すブロック図である。
図５及び図７に示すように、スイッチ２３ａ、２３ｂを用いた情報提示装置２０を車両の運転席のウィンドウＷの開閉位置を提示するように使用することができる。実施例１と同様に、スイッチ２３ａをウィンドウＷの閉スイッチ、スイッチ２３ｂをウィンドウＷの開スイッチとし、運転者が車両の運転中に前方を注視しながらステアリングホイール２１を把持した状態で、スイッチ２３ａ又は２３ｂを押下して適当な位置で止める。その際、ウィンドウＷの開閉位置に応じて左右の振動子２２ａ、２２ｂの振動強度が変化する。【００６２】
実施例２では、仮想振動源２４ａ〜２４ｅがウィンドウＷの開閉位置に対応しており、例えば、運転者により仮想振動源２４ａの位置が知覚された場合には、ウィンドウＷは全閉状態となっている。運転者により仮想振動源２４ｅの位置が知覚された場合には、ウィンドウＷは全開状態となっている。運転者により仮想振動源２４ｂの位置が知覚された場合には、ウィンドウＷは半分以上閉まっているが完全に閉じていない。運転者により仮想振動源２４ｄの位置が知覚された場合には、ウィンドウＷは半分以上開いているが完全には開いていない。【００６３】
ウィンドウＷが半分閉まっている状態（或いは、半分開いている状態）を運転者に提示するため、制御部２４は駆動信号により振動子２２ａ、２２ｂを同じ振動強度で駆動する。【００６４】
振動子２２ａの振動強度を振動子２２ｂよりも大きくした場合、運転者により知覚される振動源の位置は仮想振動源２４ｃよりも仮想振動源２４ａ側にあり、ウィンドウＷが半分以上閉まっている状態が提示される。また、振動子２２ｂの振動強度を振動子２２ａよりも大きくした場合、運転者により知覚される振動減の位置は仮想振動源２４ｃよりも仮想振動源２４ｅ側にあり、ウィンドウＷが半分以上開いている状態が提示される。【００６５】
このように、実施例２の情報提示装置２０はディスプレイに地図や進行方向を表示する視覚的な情報の提示方法や、音声ガイドによる聴覚的な情報の提示方法に加えて、ステアリングホイール２１を把持している運転者の手を通して触覚情報を提示することにより、運転者が車両の前方から視線を外すことなく適宜情報を知覚することができる。【００６６】
また、振動子２２ａ、２２ｂの振動強度を適宜変化させることにより、５箇所の仮想振動源２４ａ〜２４ｅの位置に振動源が実在しているように運転者に知覚させることができる。即ち、２個の振動子を用いて、２個以上の振動源を具現化し、以って、詳細な情報を運転者に提示することができる。【００６７】
（変形例１）
次に、実施例２の情報提示装置２０の変形例について説明する。
変形例１では、ステアリングホイール２１の振動伝達特性を予め計測しておき、振動子２２ａ、２２ｂの振動強度の差ではなく、ステアリングホイール２１を伝搬する振動の伝達関数に応じて制御部２４から振動子２２ａ、２２ｂに駆動振動を供給することにより、あたかも仮想振動源２４ａ〜２４ｅのいずれか１箇所に振動源が実在しているかの如く運転者に知覚させる。このとき、振動子２２ａ、２２ｂは互いに位相が異なる駆動信号により駆動してもよい。
変形例１の構成により、情報提示装置２０の２個の振動子２２ａ、２２ｂで複数の振動源を定位して運転者に知覚させ、以って、触刺激により運転者に情報を提供することができる。【００６８】
（変形例２）
変形例２では、ステアリングホイール２１の材質に固有の伝達関数に応じて振動子２２ａ、２２ｂを駆動するのではなく、任意の仮想物体の伝達関数に応じてあたかも仮想振動源２４ａ〜２４ｅのいずれか１箇所に振動源が実在しているかの如く制御部２４から振動子２２ａ、２２ｂへ駆動信号を供給することにより、運転者に振動源の位置を知覚させる。このとき、振動子２２ａ、２２ｂは互いに位相が異なる駆動信号により駆動してもよい。
即ち、変形例２では、運転者の手がステアリングホイール２１の振動伝達部Ｂ２１、Ｂ２２に接触しているにも拘らず、ステアリングホイール２１及び振動伝達部Ｂ２１、Ｂ２２とは別の材料を伝搬してきたかのような触刺激を運転者の手に伝達することができる。
【実施例３】
【００６９】
次に、本発明の実施例３に係る情報提示装置３０について説明する。図８は、情報提示装置３０の構成図である。図９は、情報提示装置３０の構成を示すブロック図である。
実施例１の情報提示装置１０は、ステアリングホイール１１に７個の振動子１２ａ〜１２ｇが設けられている。これに対して、実施例３の情報提示装置３０は、図８及び図９に示すように、ステアリングホイール３１と、８個の振動子３２（即ち、振動子３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ、３２ｇ、３２ｈ）と、スイッチ３３ａと、ポインティングデバイス３３ｂとを具備する。【００７０】
実施例１のステアリングホイール１１と同様に、ステアリングホイール３１は環状の外形形状を有しており、環状部分の中央にステアリングセンター部３１ａが設けられている。実施例３では、車両の運転者がステアリングホイール３１に正対したときの左右方向の端部に把持部Ａ３１、Ａ３２が設けられる。尚、実施例１の把持部Ａ１、Ａ２と同様に、実施例３の把持部Ａ３１、Ａ３２の長さをＬとしている。また、実施例１の振動伝達部Ｂ１、Ｂ２と同様に、実施例３の把持部Ａ３１、Ａ３２の位置には振動伝達部Ｂ３１、Ｂ３２が設けられている。【００７１】
振動子３２ａ〜３２ｈは、ステアリングセンター部３１ａに埋め込まれている。振動子３２ａ〜３２ｈは、ステアリングホイール３１の中央を囲む矩形形状に沿って配列されている。実施例１の振動子１２ａ〜１２ｇと同様に、振動子３２ａ〜３２ｈとして振動モータを採用することができる。【００７２】
実施例１のスイッチ１３ａ、１３ｂと同様に、実施例３のスイッチ３３ａとしてモーメンタリスイッチを採用することができる。スイッチ３３ａは、運転者がステアリングホイール３１に正対したとき、ステアリングホイール３１の左側の把持部Ａ３１に位置している。実施例１及び実施例２と同様に、実施例３のスイッチ３３ａは全体がステアリングホイール３１に埋め込まれるのではなく、ステアリングホイール３１の環状部分の内周部より内側に突出するように固定されている。【００７３】
ポインティングデバイス３３ｂは、４方向操作が可能なジョイスティックであり、中立位置から倒すように操作することにより、所望の方向を入力することができる。ポインティングデバイス３３ｂは、運転者がステアリングホイール３１に正対したとき、ステアリングホイール３１の右側の把持部Ａ３２に位置している。【００７４】
次に、実施例３の情報提示装置３０の動作及び使用方法について説明する。
制御部３４は、情報発生部１５より供給されるデータに基づいて、駆動すべき振動子を振動子３２ａ〜３２ｈから選択し、選択した振動子に対して駆動信号を送信する。
例えば、制御部３４が振動子３２ａ〜３２ｈから振動子３２ａを選択して駆動信号を送信すると、振動子３２ａが振動し、その振動がステアリングホイール３１を伝搬して振動伝達部Ｂ３１、Ｂ３２に到達する。これにより、振動伝達部Ｂ３１、Ｂ３２に触れている運転者の手に振動が伝達される。このとき、振動子３２ａから振動伝達部Ｂ３１への経路と振動子３２ａから振動伝達部Ｂ３２への経路が異なるため、振動伝達部Ｂ３１、Ｂ３２で振動強度が異なる。運転者は、左手で振動伝達部Ｂ３１の振動を知覚するとともに、右手で振動伝達部Ｂ３２の振動を知覚する。【００７５】
（使用例１）
次に、実施例３の情報提示装置３０の使用例について説明する。
先ず、情報提示装置３０の使用例１について図８及び図９を参照して説明する。実施例１の使用例１と同様に、情報提示装置３０がカーナビゲーションシステムＮと連動して、車両を目的地に誘導する際の情報を運転者に提示するものとする。【００７６】
使用例１では、カーナビゲーションシステムＮに設定された目的地の座標へ向かう車両の進行方向を示す情報を提示するトリガーとしてスイッチ３３ａが割り当てられており、カーナビゲーションシステムＮのディスプレイ上で地図をスクロールする方向を入力する入力装置としてポインティングデバイス３３ｂが割り当てられている。
制御部３４は、情報発生部１５により発生された情報に基づき駆動信号を出力して振動子３２ａ〜３２ｈを振動させる。ここで、矩形形状に沿って配列された振動子３２ａ〜３２ｈの中央位置を車両の位置としており、振動子３２ｂは前方方向を示し、振動子３２ｄは左方向を示し、振動子３２ｅは右方向を示し、振動子３２ｇは後方方向を示す。【００７７】
運転者がカーナビゲーションシステムＮを操作して、例えば、ディスプレイ上に表示された地図を目的地の方向にスクロールさせる場合、運転者は左手でスイッチ３３ａを押下すると、情報発生部１５は現在の車両位置に対する目的地の方向を示す２次元情報を制御部３４に送信する。【００７８】
制御部３４は、カーナビゲーションシステムＮの情報発生部１５より送信された２次元情報に基づいて、振動子３２ａ〜３２ｈから１個の振動子を選択して振動させる駆動信号を送信する。この駆動信号に応じて、振動子３２ａ〜３２ｈから選択された１個の振動子が振動し、その振動がステアリングホイール３１を伝搬して振動伝達部Ｂ３１、Ｂ３２に到達し、以って、運転者の手に振動が伝達される。【００７９】
このようにして、車両の現在の進行方向に対して目的地がどちらの方角にあるかを示す情報が運転者に提示される。運転者は、振動伝達部Ｂ３１、Ｂ３２を通して伝達される触刺激に基づいて、右手の親指でポインティングデバイス３３ｂを操作し、目的地の方向へ地図をスクロールする。【００８０】
情報提示装置３０をカーナビゲーションシステムＮと連動して使用する別の方法として、運転者が右手でポインティングデバイス３３ｂを操作して地図をスクロールさせた後、ディスプレイの地図上に示された地点に対する現在の車両の方向を確認することも可能である。具体的には、振動子３２ａ〜３２ｈの中央位置をディスプレイの地図上に示された地点に一致するものとした場合、制御部３４は情報発生部１５の情報に基づいて駆動信号を出力して振動子３２ａ〜３２ｈを振動させて、振動子３２ｂが車両の前方方向を示し、振動子３２ｄが車両の左方向を示し、振動子３２ｅが車両の右方向を示し、振動子３２ｇが車両の後方方向を示すようにする。【００８１】
運転者がカーナビゲーションシステムＮを操作し、かつ、右手でポインティングデバイス３３ｂを操作して地図をスクロールさせた後、左手でスイッチ３３ａを押下する。この場合、カーナビゲーションシステムＮの情報発生部１５はディスプレイの地図上に示された地点から車両の位置に向かう方向を示す２次元情報を発生して制御部３４へ送信する。【００８２】
制御部３４は、２次元情報に基づいて駆動信号を出力し、振動子３２ａ〜３２ｈから１つの振動子を選択して振動させる。これにより、運転者は振動子３２ａ〜３２ｈが振動した位置を知覚できる。即ち、ディスプレイの地図上の地点から車両の位置に向かう方向を示す情報をステアリングホイール３１の振動伝達部Ｂ３１、Ｂ３２を通して触刺激として運転者に提示することができる。【００８３】
（使用例２）
次に、実施例３の情報提示装置３０の使用例２について図８及び図９を参照して説明する。
使用例２では、情報提示装置３０はカーナビゲーションシステムＮに具備されたセンサー類と接続され、車両の外部情報を運転者に提示する。カーナビゲーションシステムＮに具備されたセンサー類の一例として、車両の外面から外部空間に検出領域を有する距離センサーが挙げられる。また、車両の側方や後方の周辺に存在する別の車両や障害物（壁、歩道、標識、電柱等）を検出するセンサーや、車両の前方に存在する先行車両を検出するセンサーも挙げられる。【００８４】
制御部３４は、振動子３２ａ〜３２ｈの中央位置を車両の位置としたとき、情報発生部１５の情報に基づいて駆動信号を出力して振動子３２ａ〜３２ｈを駆動し、以って、振動子３２ｂが車両の前方方向を示し、振動子３２ｄが車両の左方向を示し、振動子３２ｅが車両の右方向を示し、振動子３２ｇが車両の後方方向を示すようにする。【００８５】
使用例２では、車両とその周辺車両との距離、或いは車両と障害物との距離が予め設定した所定の距離よりも小さい場合に、上述のセンサー類から検出信号が情報発生部１５へ送信される。センサー類の検出信号は情報発生部１５の検出部１５ａで受信され、車両に対してどちらの方向に検出領域を有するセンサーからの検出信号であるかを判断する。情報発生部１５はその判断結果に基づいて、車両から障害物や周辺車両への方向を示し２次元情報を発生して、送信部１５ｂから制御部３４へ送信する。【００８６】
制御部３４は、情報発生部１５の２次元情報に基づいて駆動信号を出力し、振動子３２ａ〜３２ｈのいずれか１個の振動子を選択して振動させる。
これにより、車両の現在位置に対する障害物や周辺車両の位置を示す情報を運転者に触刺激として提示することができる。使用例２は、車庫入れや縦列駐車などの駐停車時に車両の運転に不馴れな運転者を補助するという効果を奏するものである。【００８７】
尚、車両と周辺車両との相対移動方向を検出するセンサーを車両に搭載することもできる。この場合、車両から障害物や周辺車両への方向以外に、車両と周辺車両との相対移動方向を示す情報を触刺激により運転者に提示することができる。また、車両に接近する方向に周辺車両が移動していることを運転者に提示して注意を喚起することもできる。【００８８】
（使用例３）
次に、情報提示装置３０の使用例３について図８及び図１０を参照して説明する。図１０は、情報提示装置３０の構成を示すブロック図である。
使用例３では、車両に備えられたセンサー類Ｓ１と連動して、車両の外部情報を情報提示装置３０によって運転者に提示する。例えば、走行中の車両の前方に視野を有する画像センサーを備え、車線の両側に設けられた区画線（車線境界線など）を識別するような交通システムが知られている。使用例３は、画像センサーなどのセンサー類Ｓ１から画像情報を情報発生部１５へ送信し、情報発生部１５は車両が車線から逸脱した場合にその逸脱方向を示す２次元情報が制御部３４へ送信する。制御部３４は、情報発生部１５から送信された２次元情報に基づいて振動子３２ａ〜３２ｈを駆動する。ここで、振動子３２ａ〜３２ｈの中央位置を車両の現在位置としており、制御部３４は振動子３２ａ〜３２ｈの少なくとも１つを選択して振動させることにより、車両の逸脱方向を提示する。このようにして、情報提示装置３０は車両の運転者に対して注意を喚起することができる。【００８９】
（使用例４）
次に、情報提示装置３０の使用例４について図８及び図１０を参照して説明する。ここでは、車両に備えられたセンサー類Ｓ２と連動して、車両の外部情報を情報提示装置３０によって運転者に提示する。例えば、運転に影響する風速などの気象条件を視覚、聴覚以外の方法で提示する。即ち、車両の外部の風向き及び風速を検出する風向風速センサーをセンサー類Ｓ２として車両に備え、その検出信号を情報発生部１５へ送信する。
風向風速センサーＳ２の検出信号が運転者が予め設定した風速以上、若しくは車両の操舵に影響を及ぼす風速として車両の設計時に予め設定された風速以上の風が吹いていることを示す場合、情報発生部１５はその風向を２次元情報として発生して制御部３４へ送信する。
制御部３４は、情報発生部１５の２次元情報に基づいて振動子３２ａ〜３２ｈのいずれか１つを選択して振動させる。選択された振動子の振動が運転者の手に触刺激として伝達される。このようにして、情報提示装置３０は車両の外部の風向きを示す情報を運転者に提示することができる。【００９０】
上述のように、実施例３の情報提示装置３０は実施例１の情報提示装置１０と同様の効果を奏するものである。
また、実施例３の情報提示装置３０では、制御部３４に接続されたポインティングデバイス３３ｂがステアリングホイール３１に取り付けられているので、運転者が方向入力を行うときの操作が分かりやすい。
更に、振動子３２ａ〜３２ｈがステアリングホイール３１の環状部分の中央部を囲むように２次元配置されているので、ステアリングホイール３１の中央部において車両と周辺車両や障害物などの方向を運転者に触刺激として提示することができる。【００９１】
実施例１乃至実施例３について更なる設計変更を施すことができる。
情報提示装置１０、２０、３０により車両の運転者に提示する情報として、車両の運転操作に起因する走行状況変化を採用することができる。例えば、車両の動作状態を知らせる情報、車両に対する危険を運転者に知らせる情報、車両の外部状況を運転者に知らせる情報が挙げられる。具体的には、車両に故障や障害が発生したことを示す情報、車両の外部から接近する他の車両の存在を示す情報、車両の外部の天候（風向きや風速など）を知らせる情報、カーナビゲーションシステムＮによる進行方向の案内情報が挙げられる。尚、情報発生部１５から制御部１４、２４、３４へ送信される情報は上述の情報に限定されるものではない。【００９２】
実施例１乃至実施例３では、環状の外形形状を有するステアリングホイールを採用したが、ステアリングホイールの形状はこれに限定されるものではなく、矩形形状のステアリングホイールを用いてもよい。また、実施例１乃至実施例３に係る情報提示装置１０、２０、３０をステアリングホイールに代えてレバーに設けるようにしてもよい。この場合でも、上述と同様の効果を奏することができる。【００９３】
また、ステアリングホイールの把持部の形状として、振動伝達部を運転者の手に密着させるために振動伝達部をステアリングホイールの外面から突出させてもよい。即ち、ステアリングホイールを操作する運転者に違和感や不便さを与えない程度に振動伝達部を適宜の形状としてもよい。【００９４】
実施例１乃至実施例３では、振動子として振動モータを採用したが、これに限定されるものではない。例えば、振動子として圧電振動子を採用してもよく、他の材料を振動子に用いてもよい。【００９５】
実施例１乃至実施例３では、スイッチとしてモーメンタリスイッチを採用したが、これに限定されるものではない。例えば、スイッチとしてマイクロスイッチ、スライドスイッチ、圧力スイッチを用いてもよく、他の材料をスイッチに用いてもよい。【００９６】
実施例２の情報提示装置２０では、２個の振動子２２ａ、２２ｂにより５箇所の仮想振動源２４ａ〜２４ｅを実現したが、各振動子２２ａ、２２ｂに入力する駆動信号の振動強度比を人間の知覚閾値に応じて変化させ、仮想振動源の数を適宜増減してもよい。【００９７】
実施例３の情報提示装置３０では、４方向の入力を行なうポインティングデバイス３３ｂを備えたが、入力方向数を適宜増減してもよい。例えば、８方向の入力可能なポインティングデバイスを採用することもできる。
また、実施例３の情報提示装置３０では、運転者の左手側にスイッチ３３ａを配置し、運転者の右手側にポインティングデバイス３３ｂを配置したが、これらの位置関係を逆にしてもよい。即ち、運転者の左手側にポインティングデバイス３３ｂを配置し、運転者の右手側にスイッチ３３ａを配置してもよい。【００９８】
また、実施例１乃至実施例３において、振動子の数は特に限定されるものではなく、適宜増減することができる。
また、実施例１乃至実施例３及び変形例において示した構成要素を適宜組み合わせて構成してもよい。例えば、実施例３を実施例１と同様に再構成して、振動子３２ａ〜３２ｈから複数の振動子を選択して、その振動を開始する時刻に時間差を設けて振動子を順次駆動するようにしてもよい。この場合、車両の方向情報を直感的に運転者に提示することができる。
【実施例４】
【００９９】
次に、本発明の実施例４に係る情報提示装置４０について図４、図５、図１１を参照して説明する。
図１１は、実施例４の情報提示装置４０により生成される制御波形を示すグラフであり、横軸は時間を示し、縦軸は振幅を示す。情報提示装置４０では、ステアリングホイール２１に正対する運転者から見て左側に振動子４２ａを配置し、右側に振動子４２ｂを配置している。図１１（Ａ）はステアリングホイール２１の左側に位置する振動子４２ａの制御波形１０２を示し、図１１（Ｂ）はステアリングホイール２１の右側に位置する振動子４２ｂの制御波形１１２を示す。【０１００】
実施例４の情報提示装置４０の外形形状は、実施例２の情報提示装置２０と同様である（図４参照）。また、図５に示すように、情報提示装置４０では振動子２２ａ、２２ｂに代えて振動子４２ａ、４２ｂを備え、制御部２４に代えて制御部４４を備える。【０１０１】
情報提示装置４０の振動子４２ａ、４２ｂは圧電振動子により構成される。圧電振動子を用いることにより、情報提示装置４０は振動子４２ａ、４２ｂの振動強度に加えて振動周波数も制御することができる。
一般に、人間が知覚しやすい振動周波数の範囲は１５０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下であることが知られている。しかし、振動子４２ａ、４２ｂとして偏心モータを採用した場合、偏心量が一定であれば振動子４２ａ、４２ｂの振動強度は偏心モータの回転数に依存する。このため、振動強度を所望の強度に制御しようとすると、振動子４２ａ、４２ｂの振動周波数を上述の知覚振動周波数に設定できない虞がある。これに対して、振動子４２ａ、４２ｂとして圧電振動子を用いると、振動強度と振動周波数とをそれぞれ独立して制御しやすくなるので、振動子４２ａ、４２ｂの振動周波数を知覚振動周波数の範囲内としつつ、振動子４２ａ、４２ｂの振動強度を所望の値に制御することが容易となる。【０１０２】
図５に示すように、制御部４４は振動子４２ａ、４２ｂと接続されている。実施例２の制御部２４と異なり、実施例４の制御部４４はステアリングホイール２１の把持部Ａ２１、Ａ２２を把持した運転者に仮現運動現象を知覚させるよう振動子４２ａ、４２ｂを制御する。即ち、制御部４４はステアリングホイール２１に正対する運転者から見て左右方向へ振動源が移動しているように知覚させるべく制御波形を生成する。【０１０３】
例えば、ステアリングホイール２１に正対した運転者から見て左から右へ振動源が移動する感覚を運転者に提示する場合、制御部４４は時刻ＴＬにおいて振動子４２ａの振動を開始させ（図１１（Ａ）参照）、一定の時間間隔ΔＴだけ時刻ＴＬより遅れた時刻ＴＲにおいて振動子４２ｂの振動を開始させる（図１１（Ｂ）参照）。即ち、制御部４４は振動子４２ａを振動させるための制御波形１０２と振動子４２ｂを振動させるための制御波形１１を発生し、一定の時間間隔ΔＴだけ位相がずれた振動を発生させる。【０１０４】
制御部４４により生成される制御波形１０２は、時刻ＴＬにて振動子４２ａの振動を開始させてから徐々にその振幅を増加させ、その後、振幅を徐々に減少させて振動子４２ａの振動を停止する。同様に、制御部４４により生成される制御波形１１２は、時刻ＴＲにて振動子４２ｂの振動を開始させてから徐々にその振幅を増加させ、その後、振幅を徐々に減少させて振動子４２ｂの振動を停止する。【０１０５】
制御部４４が制御波形１０２により振動子４２ａを振動させると、制御波形１０２の振幅が増加している間は、振動子４２ａの振動強度が徐々に高くなる。このとき、制御部４４は振動子４２ａの振動を知覚した運転者に振動源が振動子４２ａの位置に近づいてくると感じさせる。制御波形１０２の振幅が減少している間は、振動子４２ａの振動強度が徐々に低くなる。このとき、制御部４４は振動子４２ａの振動を知覚した運転者に振動源が振動子４２ａから離れてゆくと感じさせる。【０１０６】
また、制御部４４が制御波形１１２により振動子４２ｂを振動させると、制御波形１１２の振幅が増加している間は、振動子４２ｂの振動強度が徐々に高くなる。このとき、制御部４４は振動子４２ｂの振動を知覚した運転者に振動源が振動子４２ｂの位置に近づいていると感じさせる。制御波形１１２の振幅が減少している間は、振動子４２ｂの振動強度が徐々に低くなる。このとき、制御部４４は振動子４２ｂの振動を知覚した運転者に振動源が振動子４２ｂから離れてゆくと感じさせる。【０１０７】
制御波形１０２、１１２により振動子４２ａ、４２ｂがともに振動すると、制御波形１０２、１１２との間の時間間隔ΔＴに相当する位相差に起因して、振動源は振動子４２ａに近づき、時刻ＴＬから時間間隔ΔＴ経過すると、振動源が振動子４２ｂ側に移動するよう運転者は感じる。実施例４では、制御波形１０２、１１２の振幅が増加し始めてから制御波形１０２、１１２の振幅が収束するまでの間、運転者に振動源が移動する感覚を与えることができる。【０１０８】
上記とは逆に、運転者から見て右から左へ振動源が移動する感覚を運転者に提示する場合には、制御部４４は先ず振動子４２ｂを振動させ、その後、一定の時間間隔ΔＴだけ遅れて振動子４２ａを振動させる。【０１０９】
振動子４２ａ、４２ｂを振動させるために制御部４４が生成する制御波形１０２、１１２は数式１、数式２により表すことができる。【０１１０】
【数１】
2011071044.tif 000003
【０１１１】
【数２】
2011071044.tif 000004
【０１１２】
数式１は運転者から見て左側の振動子４２ａの制御波形１０２（図１１（Ａ）参照）を示し、数式２は運転者から見て右側の振動子４２ｂの制御波形１１２（図１１（Ｂ）参照）を示す。制御波形１０２、１１２は時間とともに変化する関数ＡＬ（ｔ）、ＡＲ（ｔ）として表される。
数式１により示される制御波形１０２は、周波数ｆ、振幅Ａの正弦波である搬送波をｓｉｎ（２πｆｍ（Ｔ−ＴＬ））で示される変調波１０１で振幅変調した波形である。数式２により示される制御波形１１２は、周波数ｆ、振幅Ａの正弦波である搬送波をｓｉｎ（２πｆｍ（Ｔ−ＴＲ））で示される変調波１１１で振幅変調した波形である。数式１及び数式２に含まれるｆｍは変調波１０１、１１１が単位時間当たりに繰り返す回数を示しており、実施例４では１秒当りの繰り返し回数を示している。尚、実施例４では制御波形１０２、１１２の周波数ｆは１５０Ｈｚに設定されている。【０１１３】
制御部４４が生成する変調波１０１、１１１は時刻ＴＬ、ＴＲにおいて振幅が始まる山形の波形を有しており、振動源が移動を開始してから振動源が移動を終了するまでの時間を、変調波１０１、１１１の振幅が増加し始めてから変調波１０１、１１１の振幅が収束するまでの時間により表現している。【０１１４】
変調波１０１、１１１は、０．５Ｈｚ程度の低い周波数の正弦波の半周期分の波形となっている。これは、振動源が移動を開始してから振動源が移動を終了するまでの時間が１秒であることを運転者に知覚させるためである。ここで、０．５Ｈｚの正弦波は、人間の知覚振動周波数よりも低い周波数であるので、０．５Ｈｚの正弦波の半周期分の波形からなる変調波１０１、１１１のみでは振動を触刺激として運転者に知覚させにくい。このため、数式１及び数式２に示すように、変調波１０１、１１１と周波数ｆの正弦波とを掛け合わせて振幅変調を行なっている。尚、実施例４ではＴＬ＜ＴＲ、ΔＴ＝０．２秒としている。【０１１５】
振動子４２ａ、４２ｂは、数式１及び数式２に示すように時間ｔに応じて振幅が変化する制御波形１０２、１１２を制御部４４から入力することにより、振動する。【０１１６】
このように、制御部４４は仮現運動現象を運転者に知覚させるための変調波１０１、１１１を知覚振動周波数の搬送波を用いて振幅変調して制御波形１０２、１１２を生成し、この制御波形１０２、１１２を振動子４２ａ、４２ｂへ出力して振動子４２ａ、４２ｂを振動させる。実施例４の情報提示装置４０において、制御部４４が振動子４２ａ、４２ｂを別個に振動させて変調波振動を運転者に伝達することにより、振動源がステアリングホイール２１の左右方向に移動するような感覚を運転者に与えることができる。【０１１７】
実施例４では、変調波１０１、１１１の周波数ｆｍを０．５Ｈｚとし、制御波形１０２、１１２の周波数ｆを１５０Ｈｚとし、振動子４２ａの振動を開始してから振動子４２ｂの振動を開始するまでの時間間隔を０．２秒としたが、これらの値に限定されるものではない。即ち、振動子を駆動する制御波形に関する周波数や時間間隔は運転者が振動を触刺激として知覚しやすいように適宜変更してもよい。【０１１８】
また、実施例４では数式１及び数式２により制御波形１０２、１１２を規定したが、制御波形１０２、１１２は数式１及び数式２に限定されるものではない。例えば、数式１及び数式２における搬送波の振幅Ａの値を制御波形１０２、１１２で同じ値に設定しなくともよい。【０１１９】
実施例４において、制御部４４は制御波形１０２、１１２を上述の位相差がある状態で複数回繰り返すようにしてもよい。即ち、時刻ＴＬから時刻ＴＬ＋１／２ｆｍまでを１周期として制御波形１０２を繰り返し、時刻ＴＲから時刻ＴＲ＋１／２ｆｍを１周期として制御波形１１２を繰り返してもよい。或いは、時刻ＴＬから時刻ＴＲ＋１／２ｆｍを１周期として制御波形１０２、１１２を繰り返してもよい。これ以外に、一定の時間間隔或いは任意の時間間隔をあけて制御波形１０２、１１２を複数回繰り返してもよい。【０１２０】
実施例４では、振動子４２ａ、４２ｂに圧電振動子を用いたが、周波数と振動強度を独立して制御することができる振動子として、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を採用することができる。また、振動子４２ａ、４２ｂとして用いることができるデバイスとして、圧電振動子やＶＣＭ以外にも周波数と振動強度を独立して制御できるデバイスを適宜採用することができる。
【実施例５】
【０１２１】
次に、本発明の実施例５に係る情報提示装置５０について図４、図５、図１２を参照して説明する。
実施例５の情報提示装置５０は、制御部５４がステアリングホイール２１に取り付けられた振動子４２ａ、４２ｂを制御するよう構成されている。図１２は、情報提示装置５０の制御部５４が振動子４２ａ、４２ｂを振動させるために生成する制御波形を示すグラフであり、横軸は時間を示し、縦軸は振幅を示している。即ち、図１２（Ａ）は振動子４２ａを駆動する制御波形を示し、図１２（Ｂ）は振動子４２ｂを駆動する制御波形を示す。【０１２２】
実施例５の情報提示装置５０の外形形状は実施例２の情報提示装置２０と同様であり、振動子２２ａ、２２ｂに代えて振動子４２ａ、４２ｂを備え、制御部２４に代えて制御部５４を備える。実施例５の制御部５４は、実施例２の制御部２４や実施例４の制御部４４とは異なり、振動源が離散的に移動する感覚を運転者に与えるものである。【０１２３】
「振動源が離散的に移動する感覚」とは、図６に示すように互いに離間して配置された仮想振動源２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅが振動源として実際に存在しているかのような触刺激を振動子４２ａ、４２ｂによって運転者に与えることを意味する。例えば、仮想振動源２４ａが実際の振動源であるかのように運転者に知覚させた後、仮想振動源２４ａの振動を停止し、次に仮想振動源２４ｂが実際の振動源であるかのように運転者に知覚させることにより、あたかも振動源が所定の距離を離間して順次移動してゆくような感覚を運転者に与えることである。【０１２４】
制御部５４は、振動子４２ａ、４２ｂの間の間隔において、仮想振動源２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅを順次駆動し、この順に振動源が離散的に移動する感覚を運転者に知覚させるための制御波形を生成する。
実施例２の制御部２４では振動子２２ａ、２２ｂの振動強度比を変化させていたのに対し、実施例４の制御部５４は振動子４２ａ、４２ｂの振動開始タイミングに時間差を設け、かつ、その時間差を変化させる。【０１２５】
仮想振動源２４ａから仮想振動源２４ｅに向かって振動源が離散的に移動する間隔を運転者に提示する場合について説明する。先ず、制御部５４は仮想振動源２４ａに振動源が定位する感覚を運転者に知覚させるため、振幅Ａ１Ｌの矩形波（図１２（Ａ）参照）を振動子４２ａへ出力する。また、振幅Ａ１Ｌの矩形波から時間間隔ΔＴ１だけ遅れて振幅Ａ１Ｌよりも小さい振幅Ａ１Ｒの矩形波（図１２（Ｂ）参照）を振動子４２ｂへ出力する。【０１２６】
次に、振動源の位置が仮想振動源２４ａから仮想振動源２４ｂへ変わったことを運転者に知覚させるため、制御部５４は振幅Ａ１Ｌよりも小さい振幅Ａ２Ｌの矩形波（図１２（Ａ））を振動子４２ａへ出力する。また、振幅Ａ２Ｌの矩形波から時間間隔ΔＴ２だけ遅れて振幅Ａ２Ｌよりも小さく振幅Ａ１Ｒよりも大きい振幅Ａ２Ｒの矩形波を振動子４２ｂへ出力する。尚、時間間隔ΔＴ２は時間間隔ΔＴ１よりも短い。これにより、仮想振動源４２ａに振動源が定位するように振動源４２ａ、４２ｂを振動させたときよりも、振動源４２ａの振動強度が弱まるとともに、振動源４２ｂの振動強度が強まり、かつ、振動源４２ａの振動を運転者が知覚してから振動源４２ｂの振動を運転者が知覚するまでの時間間隔が短くなるので、あたかも振動源が仮想振動源２４ａから仮想振動源２４ｂへ移動したかのような感覚を運転者に知覚させることができる。【０１２７】
このように、仮想振動源２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅの方向（即ち、振動子４２ａから振動子４２ｂへの方向）に振動源が移動するにつれて、制御部５４は振動子４２ａの振幅を段階的に小さくし、かつ、振動子４２ａの振動開始タイミングを段階的に遅らせる。また、制御部５４は振動子４２ｂの振幅を段階的に大きくし、かつ、振動子４２ｂの振動開始タイミングを段階的に早くしてゆく。【０１２８】
図１２に示すように、実施例５の制御部５４は仮想振動源２４ａ〜２４ｅに対応して０．２５秒間隔で時刻Ｔ１〜時刻Ｔ５を区切っている。図１２（Ａ）に示すように、制御部５４は各時刻に対して振動子４２ａの振動開始タイミングが前後するように矩形波を出力する。また、図１２（Ｂ）に示すように、振動子４２ａの振動開始タイミングと振動子４２ｂの振動開始タイミングとの時間間隔ΔＴ１〜ΔＴ５を以下のように設定している。
仮想振動源２４ａ（Ｔ１）：ΔＴ１＝０．０２秒
仮想振動源２４ｂ（Ｔ２）：ΔＴ２＝０．０１秒
仮想振動源２４ｃ（Ｔ３）：ΔＴ３＝０秒
仮想振動源２４ｄ（Ｔ４）：ΔＴ４＝−０．０１秒
仮想振動源２４ｅ（Ｔ５）：ΔＴ５＝−０．０２秒【０１２９】
上述のように、実施例５の制御部５４は振動子４２ａの振動開始タイミングと振動子４２ｂの振動開始タイミングとの間に時間差を設けて振動子４２ａ、４２ｂをそれぞれ複数回振動するよう制御している。また、制御部５４は振動子４２ａの振動開始タイミングから振動子４２ｂの振動開始タイミングの時間差を徐々に小さくする。
また、振動子４２ａ、４２ｂの中央に相当する仮想振動源２４ｃでは、振動子４２ａ、４２ｂの振動開始タイミングの時間差が０秒としている。制御部５４は、振動源が振動子４２ａ又は振動子４２ｂに近づくにつれて振動開始タイミングの時間差を大きくする。【０１３０】
実施例５では、制御部５４が振動子４２ａ、４２ｂの振動強度に加えて振動子４２ａ、４２ｂの振動開始タイミングを制御しているので、振動源が離散的に移動する感覚を運転者に知覚させることができる。即ち、複数の仮想振動源２４ａ〜２４ｅのそれぞれにおいてあたかも振動源が定位して実際に振動しているかのような感覚を精度良く運転者に知覚させることができる。【０１３１】
図１２では、制御部５４は振動子４２ａ、４２ｂを連動して５回振動させているが、振動子４２ａ、４２ｂを異なる時間間隔で５回振動させてもよい。また、振動子４２ａ、４２ｂの振動回数は５回に限定されるものではなく、２回以上であれば振動源が移動する感覚を運転者に知覚させることができるため、振動回数は限定されるものではない。また、振動子４２ａ、４２ｂの振動強度を変化させず振動開始タイミングの時間差のみ変化するようにしてもよい。これにより、振動源が左右方向に移動している感覚を運転者に知覚させることができる。更に、振動子４２ａ、４２ｂを駆動する制御波形において、矩形波による振動開始タイミングや振幅は上述の値に限定されるものではない。
【実施例６】
【０１３２】
次に、本発明の実施例６に係る情報提示装置６０について図４、図５、図１３を参照して説明する。実施例６の情報提示装置６０はステアリングホイール２１に振動子４２ａ、４２ｂを取り付け、制御部６４により制御するように構成される。図１３は、振動子４２ａ、４２ｂを駆動するために制御部６４が生成する制御波形を示すグラフであり、横軸は時間を示し、縦軸は振幅を示している。【０１３３】
実施例６の制御部６４は、２つの振動子４２ａ、４２ｂの間の線分を直行する方向であって、ステアリングホイール２１に正対する運転者から見て上下方向に振動源が移動する感覚を運転者に知覚させるよう振動子４２ａ、４２ｂを制御する。図１３に示すように、制御部６４は変調波１０１と人間の知覚振動周波数の正弦波である搬送波とを掛け合わせた制御波形１０３を生成する。実施例６の制御波形１０３は周波数自体が変化する点で実施例４の制御波形１０２とは異なる。【０１３４】
制御部６４により生成された搬送波は、周波数が単調に減少する波形になっている。図１３に示すように、制御部６４は振動開始段階では相対的に高い周波数ｆｔ１となり振動周期段階では相対的に低い周波数ｆｔ２となるように周波数を掃引（スイープ）している。制御部６４が生成する制御波形１０３は、数式３で表すことができる。【０１３５】
【数３】
2011071044.tif 000005
【０１３６】
数式３において、ｆ（ｔ）は変調波１０１に掛け合わされる正弦波の周波数を示す関数である。数式３においてａ＝４５０Ｈｚ、ｂ＝５００Ｈｚとすると、関数Ａ（ｔ）によって５００Ｈｚから５０Ｈｚへ周波数を掃引した制御波形１０３が制御部６４により生成される。尚、高周波数から低周波数へ掃引するだけでなく、低周波数から高周波数へ掃引してもよい。【０１３７】
実施例６では、制御部６４が時間の経過に伴って周波数を掃引した制御波形１０３により振動子４２ａ、４２ｂを振動させるので、振動源が高い位置から低い位置へ移動した感覚、或いは、振動源が低い位置から高い位置へ移動した感覚を触刺激として運転者に知覚させることができる。【０１３８】
実施例６では、振動源が上下方向に移動する感覚を運転者に知覚させるために図１３に示した単一の制御波形を用いたが、実施例４で説明したように左右方向に振動源が移動する感覚を運転者に知覚させる制御波形を組み合わせることも可能である。即ち、図１３に示す制御波形に対して実施例４で示した一定時間間隔をあけた制御波形を重ね合わせることにより、上下方向と左右方向を組み合わせた斜め方向に振動源が移動する感覚を運転者に知覚させることができる。【０１３９】
また、実施例６の情報提示装置６０により上下方向と左右方向を組み合わせた二次元平面上において二次元状に振動源が移動する感覚を運転者に知覚させることができる。例えば、二次元平面上において仮想の円周上を振動源が移動する感覚や、二次元平面上において振動源の進行方向を変えて折り返し移動する感覚を運転者に知覚させることができる。【０１４０】
また、２つの振動子４２ａ、４２ｂをそれぞれ単独で動作させてもよい。振動子４２ａ、４２ｂをそれぞれ単独で動作させることにより、右側上下方向や左側上下方向に移動する振動源を実現することができ、以って、左右で別々の情報を運転者に提示することができる。【０１４１】
実施例６では、変調波１０１の周期を１秒とし、制御波形１０３の周波数を５００Ｈｚから５０Ｈｚへ掃引したが、これらの値に限定されるものではない。また、制御部６４が制御波形１０３を算出する数式は数式３に限定されるものではない。
【実施例７】
【０１４２】
次に、本発明の実施例７に係る情報提示装置７０について図４、図５、図１４を参照して説明する。実施例７の情報提示装置７０は、ステアリングホイール２１に振動子４２ａ、４２ｂを取り付け、制御部７４により制御するように構成される。図１４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は制御部７４が生成する制御波形を示す。ここで、図１４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の上側のグラフは制御波形に含まれる周波数成分を示しており、横軸は周波数を示し、縦軸は振幅を示す。また、図１４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の下側のグラフは異なる周波数の波形を重ね合わせたものであり、横軸は時間を示し、縦軸は振幅を示している。
尚、実施例７の制御部７４は実施例６の制御部６４と異なる動作をするものの、実施例６と同様に振動源が上下方向に移動する感覚を運転者に知覚させるものである。【０１４３】
実施例６の制御部６４では、周波数を時間とともに掃引する制御波形１０３を生成して振動源が上下方向に移動する感覚を運転者に知覚させていた。これに対して、実施例７の制御部７４は複数の異なる周波数の正弦波を重ね合わせることによって制御波形を生成するものである。この制御部７４が生成する制御波形は数式４で表すことができる。尚、数式４において周波数ｆｉ（ｉ＝１〜５）の正弦波を重ね合わせている。【０１４４】
【数４】
2011071044.tif 000006
【０１４５】
制御部７４は、数式４に従って低周波数から高周波数の５つの周波数ｆ１〜ｆ５の正弦波を合成し、更に、変調波１０１によって振幅変調した制御波形を生成する。
図１４（Ａ）に示すように、制御部７４は振動子４２ａ、４２ｂの振動開始時刻ｔ＝０．０秒では、周波数ｆ１〜ｆ５の正弦波のうち低周波数成分を多く含む制御波形を生成する。また、時刻ｔ＝ｔｘ（例えば、ｔｘ＝１．０秒）では周波数ｆ１〜ｆ５の正弦波のうち高周波成分を多く含む制御波形を生成する。【０１４６】
実施例７では、制御部７４により生成される制御波形を構成する正弦波の周波数を、ｆ１＝１００Ｈｚ、ｆ２＝２００Ｈｚ、ｆ３＝３００Ｈｚ、ｆ４＝４００Ｈｚ、ｆ５＝５００Ｈｚの５種類とする。図１４（Ａ）に示す振動開始時刻ｔ＝０．０秒では、制御波形はｆ１＝１００Ｈｚ及びｆ２＝２００Ｈｚの相対的に低い周波数の正弦波を重ね合わせており、正弦波ｆ１の振幅Ａｆ１００は正弦波ｆ２の振幅Ａｆ２００のよりも大きい。【０１４７】
制御部７４は、各周波数成分を混合する割合を時間とともに変化させる。また、振動により運転者に情報提示が開始された後、図１４（Ｂ）、（Ｃ）に示すように時間の経過とともに低周波数成分の混合割合を徐々に小さくする。図１４（Ｂ）に示すように時刻ｔ＝０．５秒では、正弦波ｆ３の振幅Ａｆ３００が最も高い振幅としており、周波数ｆ３より低周波或いは高周波の成分についてはその振幅を小さくしている。また、図１４（Ｃ）に示すように時刻ｔ＝１．０秒では、相対的に周波数の高い正弦波ｆ４及び正弦波ｆ５により制御波形を形成しており、正弦波ｆ４の振幅Ａｆ４００よりも正弦波ｆ５の振幅Ａｆ５００の方が大きくなっている。【０１４８】
このように、制御部７４は各周波数成分の混合割合を時間の経過とともに変化させて、制御波形を低周波数成分から高周波数成分へシフトして振動子４２ａ、４２ｂを駆動する。これにより、ステアリングホイール２１に正対した運転者から見て振動源が下方向から上方向へ移動するような感覚を運転者に知覚させることができる。
上記とは逆に、制御部７４が各周波数成分の混合割合を時間の経過とともに変化させて、制御波形を高周波成分から低周波成分にシフトして振動子４２ａ、４２ｂを駆動することもできる。この場合、ステアリングホイール２１に正対した運転者から見て振動源が上方向から下方向に移動するような感覚を運転者に知覚させることができる。【０１４９】
また、実施例７により上下方向に振動源が移動する感覚を運転者に知覚させる制御波形と、実施例４により左右方向に振動源が移動する感覚を運転者に知覚させる制御波形とを組み合わせることもできる。これにより、ステアリングホイール２１に正対した運転者から見て２次元平面上に斜め方向、円周方向、折り返し方向に振動源が移動する感覚を運転者に知覚させることもできる。【０１５０】
実施例７では、ｆ１＝１００Ｈｚ、ｆ２＝２００Ｈｚ、ｆ３＝３００Ｈｚ、ｆ４＝４００Ｈｚ、ｆ５＝５００Ｈｚの５種類の周波数の正弦波を所定の混合割合で変調波１０１に重ね合わせたて制御波形を形成するものとしたが、制御波形を構成する正弦波の周波数は５種類に限定されるものではない。また、複数種類の周波数の正弦波の混合割合についても、上述の数値に限定されるものではない。【０１５１】
また、制御部７４が生成する制御波形を示す数式は数式４に限定されるものではなく、制御波形を構成する周波数成分は５種類に限定されるものではない。制御波形を構成する正弦波がアナログ的に混合割合を有し、逆周波数変換により複数の振動周波数を有する制御波形を生成することも可能である。例えば、連続的に変化する周波数スペクトルを設定しておき、この周波数スペクトルを逆フーリエ変換して制御波形を生成することもできる。
【実施例８】
【０１５２】
次に、本発明の実施例８に係る情報提示装置８０について図４、図５、図１５を参照して説明する。実施例８の情報提示装置８０では、ステアリングホイール２１に振動子４２ａ、４２ｂを取り付け、制御部８４により制御するものである。図１５は、制御部８４により生成される制御波形１０５を示し、横軸は時間を示し、縦軸は振幅を示す。
実施例８では、制御部８４が制御波形１０５により振動子４２ａ、４２ｂを駆動し、ステアリングホイール２１に正対した運転者から見て正面方向の遠近方向へ振動源が移動する感覚を運転者に知覚させる。【０１５３】
振動源が遠近方向に移動する感覚を運転者に知覚させるため、制御部８４はドップラー効果を模した制御波形１０５を生成し、この制御波形１０５によって振動子４２ａ、４２ｂを振動させる。
即ち、制御部８４は変調波１０１を人間の知覚振動周波数の正弦波と掛け合わせた振幅変調波である制御波形１０５を生成する。また、運転者の正面奉公の遠近方向に予め設定した中間点に振動源が定位する時刻ｔｃを境として、制御波形１０５の前半部分ＴＡと後半部分ＴＢで周波数を異ならしている。【０１５４】
具体的には、制御部８４が制御波形１０５の前半部分において振動源が運転者に接近する様子を示す場合、時刻ｔｃを境として前半部分ＴＡの周波数を後半部分ＴＢの周波数よりも高くした搬送波、或いは、後半部分ＴＢの周波数を前半部分ＴＡの周波数よりも低くした搬送波を変調波１０１に掛け合わせて制御波形１０５を生成する。
制御波形１０５が時刻ｔｃにおいて搬送波の周波数が切り替わることを数式５により表される。ここで、ｆａ≠ｆｂである。【０１５５】
【数５】
2011071044.tif 000007
【０１５６】
数式５に示すように、制御部８４は時刻ｔ＝ｔｃを境に周波数ｆａから周波数ｆｂへ周波数が切り替わる制御波形１０５を生成する。即ち、制御部８４はドップラー効果を模しており、振動源が運転者に対して移動する方向が時刻ｔ＝ｔｃの前後で逆方向に切り替わるような感覚を運転者に知覚させるような制御波形１０５を生成する。
例えば、数式５の下段においてｆａ＝３００Ｈｚ、ｆｂ＝５０Ｈｚとすると、振動源が運転者に近づき、その後、振動源が運転者から離れるような感覚を運転者に知覚させることができる。また、ｆａ＝５０Ｈｚ、ｆｂ＝３００Ｈｚとすると、振動源が運転者に対して移動する方向を上記とは逆にすることができる。【０１５７】
振動子４２ａ、４２ｂの振動が触刺激として伝達されると、時刻ｔ＝ｔｃを境に周波数が変化するため、遠方から運転者に向かって振動源が移動し、その後、振動源が運転者から離れてゆくような感覚、或いは、振動源が運転者から離れてゆき、その後、振動源が運転者に向かって近づいてゆくような感覚を運転者に知覚させることができる。【０１５８】
このように、実施例８の情報提示装置８０では振動源が遠近方向に移動する感覚を運転者に知覚させることができるので、実施例３の使用例２で説明したように、車両と周辺車両との相対移動情報を運転者に提示することができる。【０１５９】
また、実施例８の制御部８４により生成される制御波形１０５により、振動源が上下方向に移動する感覚を運転者に知覚させることも可能である。実施例８の制御波形を他の実施例の制御波形と組み合わせることも可能である。これにより、運転者から見て二次元平面上において斜め方向、円周方向、折り返し方向に振動源が移動する感覚に加えて、運転者に対して遠近方向に振動源が移動する感覚を運転者に知覚させることができる。【０１６０】
実施例８では、実施例４で説明した変調波１０１と、５０Ｈｚ或いは３００Ｈｚの搬送波を組み合わせて制御波形１０５を生成し、かつ、制御波形１０５の周波数切り替え時間をｔｃ＝０．５秒としたが、これらの数値に限定されるものではない。【０１６１】
上述のように、本発明に係る情報提示装置について実施例１乃至実施例８並びに添付図面を参照して説明したが、本発明の構成及び動作はこれに限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲に規定した発明の範囲内における設計変更も包含されうる。
例えば、実施例４では変調波１０１、１１１を正弦波の半周期の波形としたが、変調波の波形はこれに限定されるものではない。例えば、変調波１０１、１１１を一定の割合で振幅が増加し、その後、一定の割合で振幅が減少する三角波としてもよい。このとき、振幅を増加させる割合と振幅を減少させる割合とを適宜定めることができ、例えば、変調波を鋸歯状波としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１６２】
本発明の情報提示装置は、自動車などの車両に搭載されて運転者の手を通じて振動により各種の情報を提示するものであり、車両の走行状態を示す情報や外部環境情報を運転者が車両の走行方向の正面から視線を外すことなく提示することができる。また、本発明の情報提示装置は車両以外に搭載することもでき、例えば、情報端末、ゲーム機、バーチャルリアリティ等のディスプレイにおいて操作者の手に振動を与えて各種の情報を提示するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１６３】
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０，８０  情報提示装置
１１、２１、３１  ステアリングホイール
１２ａ〜１２ｇ、２２ａ、２２ｂ、３２ａ〜３２ｈ、４２ａ、４２ｂ  振動子
１３ａ、１３ｂ、２３ａ、２３ｂ、３３  スイッチ
１４、２４、３４、４４、５４、６４、７４、８４  制御部
Ａ１、Ａ２、Ａ２１、Ａ２２、Ａ３１、Ａ３２  把持部
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ２１、Ｂ２２、Ｂ３１、Ｂ３２  振動伝達部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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